Das Institut für Kraftfahrzeuge (ika) und das Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) der RWTH Aachen University entwickeln zusammen mit Industriepartnern eine CFK-Motorhaube in integraler Sandwichbauweise auf Basis des Ford Focus. Gegenüber der Stahl-Referenz wurde eine Gewichtsreduktion von 60 % erzielt. Durch neue Fertigungstechnologien sowie Simulations-und Auslegungsmethoden soll dieses Leichtbaupotenzial für größere Stückzahlen (10.000 Einheiten / Jahr) erschlossen werden. Hierbei steht insbesondere auch der Fußgängerschutz im Mittelpunkt. Die Fertigung von Hochleistungsbauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK) ist bis heute mit hohen Kosten verbunden. Gründe hierfür sind vor allem die langen Taktzeiten sowie die schlechte Automatisierbarkeit der verfügbaren Fertigungsprozesse. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, wurde am Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) das Spaltimprägnierverfahren entwickelt. Dieses Flüssigimprägnierverfahren ermöglicht die schnelle automatisierte Fertigung von FVK-Bauteilen und bietet somit die notwendigen Voraussetzungen für eine großserientaugliche Bauteilfertigung. Die Auslegung erfolgte am Institut für Kraftfahrzeuge (ika) mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode. Durch ihre komplexen anisotropen Werkstoffeigenschaften stellen Faserverbundkunststoffe besonders hohe Anforderungen im Hinblick auf Simulations-und Auslegungsmethoden. Im Rahmen des automobilen Entwicklungsprozesses muss eine Beurteilung des Bauteilverhaltens unter statischer und insbesondere auch dynamischer Belastung mit angemessenem Modellierungs-und Berechnungsaufwand ermöglicht werden. Zudem muss der Ingenieur durch angepasste CAE-Methoden unterstützt werden, um die vielfältigen gestalterischen Freiheitsgrade von FVK beherrschen und so das volle Leichtbaupotenzial des Werkstoffs ausnutzen zu können. Anhand von realen Bauteilversuchen konnten die Ergebnisse der am ika durchgeführten Simulationen verifiziert werden. Design und Optimierung der Motorhaube wurden in enger Zusammenarbeit mit den Fachleuten des IKV durchgeführt, um eine material-und fertigungsgerechte Konstruktion sicherzustellen. Dabei lag eine besondere Herausforderung darin, den Zielkonflikt zwischen der funktionell notwendigen Steifigkeit und der für den Fußgängerschutz erforderlichen Nachgiebigkeit aufzulösen.


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    Titel :

    Integrativer Leichtbau mit CFK - Konstruktion einer Motorhaube für die Serienproduktion zur Fertigung im Spaltimprägnierverfahren


    Beteiligte:
    Seidel, Kristian (Autor:in) / Eckstein, Lutz (Autor:in) / Bastian, Robert (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2013


    Format / Umfang :

    10 Seiten


    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Datenträger


    Sprache :

    Deutsch